公路桥梁桥面铺装层早期破坏及防治措施的分析

【公 路 桥 梁 桥 面 铺 装 层 早 期 破 坏 及 防 治 措 施 的 分 析】 公路桥梁桥面铺装层早期破坏

及防治措施的分析

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【内容摘要】：结合公路桥梁桥面铺装层早期破坏的实际调查研究，从设计、施工、运营管理等方面分析了桥梁桥面沥青混凝土铺装层发生早期破坏的原因，并据此提出了防治桥面沥青凝土铺装层早期破坏的措施。分析表明，合理的设计、选材．精心的施工，及时的养护，严格的行车管理是防止桥面铺装层早期破坏的有效方法。 【关键词】：道路工程 桥面铺装 沥青混凝土面层 早期破坏防

治措施

随着我国社会经济的蓬勃发展和交通量的日益增长，车辆大型化以及超重超载车的比例不断增加，人们对道路、桥梁通行的安全性、舒适性以及耐久性都提出了更高的要求。由于具有表面平整、无接缝、行车舒适、噪音低、施工期短、养护维修简便等优点，从20世纪90年代初开始，沥青混凝土作为公路桥梁桥面铺装层面层得到了广泛应用。但许多桥梁在建成通车之后不久就产生了各种病害，在诸多病害中最为普遍的就是桥面沥青混凝土铺装面层出现了开裂、推挤拥包、坑槽等，有的甚至发展到桥面渗水、钢筋锈蚀、铺装层

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【公 路 桥 梁 桥 面 铺 装 层 早 期 破 坏 及 防 治 措 施 的 分 析】 剥落，从而导致大面积的早期破坏，严重影响了桥梁的耐久性和车辆的正常通行。本文根据平时工作过程中接触到的一些桥梁桥面铺装层病害的调查分析，就桥梁沥青混凝土铺装层早期破坏的原因及防治措施进行简要的探讨，以期为桥梁工程的设计、施工及运营管理提供参考。

1. 公路桥梁桥面铺装层的结构与功能 1.1公路桥梁桥面铺装层的结构

公路桥梁桥面铺装层由桥面沥青混凝土面层、防水层和混凝土找平层构成。其中，沥青混凝土面层一般厚5～8 cm，多采用1～2层密级配沥青混凝土。沥青面层应具有较好的变形能力、较好的热稳定性和低温抗裂性，并有良好的防渗水和耐磨抗滑性能；桥面防水层多采用改性沥青防水卷材或防水涂料。防水层厚度根据所使用的防水材料不同而不同，一般厚度为3～8 mm。考虑到桥梁受力特点及气候环境因素,防水材料必须具有较高的抗拉强度、耐高温和不透水性，而且还应具有较好的低温抗裂性能。桥面混凝土找平层一般使用水泥混凝土，其目的是使基面平整，便于防水层的施工。

1.2桥梁桥面铺装层的功能 l.2.1铺装层的受力功能

①承受和传递车轮荷载，对车辆轮重的集中荷载起分布作用；②承受车轮的摩擦力，防止车轮直接磨耗桥面；③直接承受阳光的照晒、风雨的侵蚀及其他自然环境因素的作用，防止雨雪水侵入桥梁结构内造成混凝土损坏及钢筋锈蚀等；④参与主梁的受力。裸梁与裸梁上铺设桥面铺装层后的对比试验表明，裸梁状态下的实测挠

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【公 路 桥 梁 桥 面 铺 装 层 早 期 破 坏 及 防 治 措 施 的 分 析】 度比有铺装层的大12％～20％。

1.2.2铺装层的服务功能

设计合理、施工质量优良的铺装层，在设计使用年限内，能有效地为使用者提供舒适和安全的行车环境；由于铺装层的良好使用质量，可大幅度地降低日常维修费用，为投资者带来可靠的经济效益。

2.桥面铺装层发生早期破坏的原因

调查分析表明，在车辆荷载及各种自然环境因素作用下桥梁桥面沥青混凝土铺装层的早期破坏主要是剪切破坏，常表现为桥面沥青混凝土面层先出现横向拥包与推移开裂，后出现纵向撕裂，再形成坑槽，最后沥青面层脱落。桥面铺装层早期破坏已成为公路桥梁最常见的病害之一，尤其对于高速公路桥梁，由于其跨径大、坡度大、交通量大、车速高、车辆荷载大、超载车辆多，桥面铺装层早期破坏更严重。下文对造成桥面铺装层早期破坏的原因作简要分析。

2.1设计方面的原因

(1)设计交通量与实际交通量不符。由于我国经济和社会的快速发展，公路交通基础设施不断改善，使得各地实际交通量的增长较快，而且往往较难准确预测。例如，某公路桥梁设计年均交通增长率为10％，但该桥梁建成后实际年均交通增长率为32％。实际交通增长率远大于桥梁设计交通增长率，交通量的快速增长，必然导致或加速桥面铺装层的疲劳破损。

(2)设计累计标准轴载数与实际累计标准轴载数不符合 目前桥面沥青混凝土面层设计采用以轴载l00kN的双轮组单轴为标

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【公 路 桥 梁 桥 面 铺 装 层 早 期 破 坏 及 防 治 措 施 的 分 析】 准轴载，以弯沉值和设计年限内累计标准轴载数为控制指标。但实际通行的车辆中超重和超载车辆越来越多，超载车轴载普遍为200～300 kN，远远大于设计标准轴载100 kN。而交通量调查中并没有考虑超重和超载的问题，这就造 成在使用年限内设计累计标准轴载数与实际累计标准轴载数不相符，也就相当于在使用年限内降低了设计累计标准

轴载数，减少了沥青混凝土面层的使用寿命。正是这部分超重和超载车辆加大了对桥梁的作用力，加速了桥面铺装层的疲劳破损，促使铺装层发生早期损坏。

(3)桥面铺装结构层间结合状态与设计不符。现行桥面铺装层设计是完全按照道路沥青路面设计方法进行的。设计认为桥面铺装结构主要在垂直方向受力和变形，其层间结合是呈完全均质连续状态。但实际上桥梁是一种处于空间的结构物，桥面铺装层是由多种材料组成的多层结构，结构层间结合并不完全连续，除受垂直荷载力外，还有弯拉、纵向及横向水平力和偏心扭曲力，在三个方向都有可能产生变形。在桥梁使用过程中随着桥梁结构变形，必然会使桥面铺装结构层间出现错动，从而使桥面铺装层产生剪切破坏。

(4)桥面铺装层设计厚度与其所受应力水平不相符。根据柔性路面设计理论，在车轮垂直压力作用下，除了在车轮下方的结构层产生竖向正应力外，同时会产生水平剪应力。根据均质弹性半空间体在圆形均布荷载作用下荷载轴线各点竖向应力和水平剪应力系数曲线可知，在荷载作用下，路面结构层所受应力随着结构深度(厚度)的增加而逐渐减少，当结构深度(厚度)分别超过20 cm和10 cm后，

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